Μικρές σταγόνες λαδιού «ίσως αναπαράγουν την εμφάνιση ζωής στη Γη»

Το «ζωντανό» σταγονίδιο (κόκκινο) δείχνει να αντιλαμβάνεται πού βρίσκεται και να κινείται αναλόγως (Πηγή: Μ.Χάντσιτς)  

Η ζωή στη Γη μπορεί να εμφανίστηκε πριν ακόμα εμφανιστούν τα μόρια του DNA και του RNA, υποστηρίζει μια νέα, αμφιλεγόμενη θεωρία: Ερευνητές στη Δανία δημιούργησαν ελαιώδεις σταγόνες από νιτροβενζόλιο, οι οποίες κινούνται αυτόνομα, μεταβολίζουν την «τροφή» τους και δείχνουν να «αντιλαμβάνονται» το περιβάλλον.


Το νέο πειραματικό μοντέλο «θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μια μορφή πρωτόγονης ζωής, η οποία ίσως ήταν δυνατό να υπήρξε στην αρχέγονη Γη» υποστηρίζει η ομάδα του Δρ Μάρτιν Χάντσιτς στο Πανεπιστήμιο της Νοτίου Δανίας.

Στην επόμενη φάση, οι ερευνητές θα προσπαθήσουν να δημιουργήσουν ανάλογα «ζωντανά» σταγονίδια, χρησιμοποιώντας ως πρώτες ύλες απλά συστατικά που υπήρχαν σε αφθονία πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Θα προσπαθήσουν επίσης να διαπιστώσουν αν τα σταγονίδια αυτά μπορούν να αναπαράγονται.

Κανείς δεν ξέρει

Τα μεγάλα ερωτήματα του πού και του πώς εμφανίστηκαν οι πρώτοι οργανισμοί ίσως παραμείνουν αναπάντητα για πάντα: όλα τα απολιθώματα και τα χημικά ίχνη των οργανισμών αυτών έχουν πια χαθεί, καθώς τα πετρώματα του πλανήτη συνεχώς ανακυκλώνονται εδώ και 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ίσως ο μόνος τρόπος να διατυπωθεί μια πειστική απάντηση είναι η αναδημιουργία αυτών των «πρωτο-οργανισμών» στο εργαστήριο. Η αρχή έγινε το 1952 με το περίφημο πείραμα των Μίλλερ και Γιούρεϊ: απλές χημικές ενώσεις που εκτέθηκαν σε θερμότητα και ηλεκτρικές εκκενώσεις, σχεδιασμένες να μιμούνται τους κεραυνούς, παρήγαγαν τις σύνθετες οργανικές ουσίες στις οποίες βασίζονται όλοι οι γνωστοί οργανισμοί.

Έκτοτε έχουν διατυπωθεί αρκετές ακόμα θεωρίες. Σύμφωνα με μια από τις επικρατέστερες, η εμφάνιση της ζωής βασίστηκε στο RΝΑ, ένα μόριο παρόμοιο με το DNA, το οποίο μπορεί να αντιγράφει τον εαυτό του και να δρα ως καταλύτης σε βασικές βιολογικές διεργασίες.

Στην πραγματικότητα, όμως, οι πρώτοι οργανισμοί ίσως εμφανίστηκαν με μια πολύ απλούστερη διαδικασία, υποστηρίζει τώρα η ομάδα του Δρ Χάντσιτς.

Όπως αναφέρει o δικτυακός τόπος του περιοδικού Nature, ο ερευνητής δημιούργησε ελαιώδη σταγονίδια που μιμούνται τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά και των ζωντανών κυττάρων:

Κινούνται με μη τυχαίο τρόπο, αντιλαμβάνονται το χημικό περιβάλλον τους, μεταβολίζουν καύσιμα, επικοινωνούν μεταξύ τους και δείχνουν να «θυμούνται» τις προηγούμενες καταστάσεις τους.

Πείραμα

Σε πρώτη φάση, ο Χάντσιτς δημιούργησε σταγονίδια από έλαιο νιτζοβενζόλιου, ένα υγρό που δεν διαλύεται στο νερό. Για τους εμφυσήσει ένα είδος μεταβολισμού, ο ερευνητής «τάισε» τα σταγονίδια με μια ουσία που ονομάζεται ανυδρίτης του ελαϊκού οξέος.

Καθώς η ουσία αυτή αντιδρούσε με το νερό, αύξανε την οξύτητα στο όριο ανάμεσα στο λάδι και το νερό του περιβάλλοντος. Αυτό δημιούργησε μια ανομοιόμορφη επιφανειακή τάση, χάρη στην οποία τα σταγονίδια μπορούσαν να κινούνται αυτόνομα.

Όταν τα σταγονίδια τοποθετήθηκαν σε αλκαλικό περιβάλλον, έδειχναν να «αντιλαμβάνονται» το pH του νερού και να κινούνται προς τις περιοχές με τη μικρότερη δυνατή οξύτητα.

Επιπλέον, ένας καταλύτης που εισήχθη μέσα στα σταγονίδια τούς επέτρεψε να αντλούν ανυδρίτη του ελαϊκού οξέος από το περιβάλλον τους, και να το χρησιμοποιούν ως «καύσιμο» για την κίνησή τους.

Ακόμα, οι «ζωντανές» σταγόνες έτειναν να κινούνται σε κύκλους η μία γύρω από την άλλη, μια συμπεριφορά που, σύμφωνα με τον Χάντσιτς, είναι ένδειξη μιας υποτυπώδους «χημικής επικοινωνίας».

Τα πειράματα υποδεικνύουν επίσης ότι οι προηγούμενες συμπεριφορές των σταγονιδίων επηρεάζουν τις μελλοντικές, ιδιότητα που θα μπορούσε να θεωρηθεί υποτυπώδης μνήμη.

Στην επόμενη φάση, η ομάδα του Χάντσιτς θα προσπαθήσει να δημιουργήσει ένα είδος διαμερισματοποίησης μέσα στα σταγονίδια, όπως συμβαίνει στα κύτταρα, αλλά και να τα κάνει να εμφανιστούν αυθόρμητα μέσα από «αρχέγονα» υλικά, όπως τα ορυκτέλαια.

Αμφιλεγόμενη ανισορροπία

Ο ίδιος ο ερευνητής πιστεύει ότι τα σταγονίδια παρουσιάζουν βασικά χαρακτηριστικά της ζωής, όπως η αποφυγή μιας τελικής κατάστασης ισορροπίας, στην οποία θα αποδομούνταν και θα «πέθαιναν».

Ο Χάντσιτς υποστηρίζει: «Αν η αποφυγή της κατάστασης ισορροπίας σε μια δομή είναι το πλέον θεμελιώδες προαπαιτούμενο για τη ζωή, τότε αυτό το μοντέλο θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μια μορφή πρωτόγονης ζωής, η οποία ίσως ήταν δυνατό να υπήρξε στην αρχέγονη Γη».

Οι ισχυρισμοί του δεν πείθουν όμως άλλους συναδέλφους του: Ανεξάρτητοι ειδικοί επισημαίνουν στο Nature ότι τέτοιες αυτόνομες δομές δεν έχουν ποτέ εντοπιστεί σε γεωλογικούς σχηματισμούς.

Αμφιβάλλουν επίσης για το κατά πόσο ένα ανόργανο «σασί» από σταγονίδια θα μπορούσε να εξελιχθεί σε πιο περίπλοκες δομές, αν δεν είχε τη βοήθεια του «λογισμικού λειτουργίας» που προσφέρει το RNA και το DNA.

Η αμφιλεγόμενη έρευνα παρουσιάστηκε σε ειδική συνάντηση της βρετανικής Βασιλικής Εταιρείας στις 21 Φεβρουαρίου

http://tech.pathfinder.gr